某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示,电路中…——2022 高考物理第 13 题答案解析

2022_北京卷

2022 北京 第 13 题 单选题 区分题
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13. 某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示,电路中的 $R _ { \parallel }$ 和 $R _ { 2 }$ ,其中一个是定值电阻,另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高,对压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于 $U _ { 1 }$ 时,控制开关自动开启低水位预警;当a、b两端的电压小于 $U _ { 2 }$ $( U _ { 1 } , U _ { 2 }$ 为定值)时,控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是(  )

A. $U _ { 1 } < U _ { 2 }$
B. $R _ { 2 }$ 为压力传感器
C. 若定值电阻的阻值越大,开启高水位预警时的水位越低
D. 若定值电阻的阻值越大,开启低水位预警时的水位越高
参考答案

C

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【答案】C

【解析】

【详解】AB.题意可知水位越高,对压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水位预警,此时水位较低,压力传感器的电阻值较大,由于a、b两端此时的电压大于 $U _ { 1 }$ ,根据串联电路电压分部特点可知, $R _ { \parallel }$ 为压力传感器,故高水位时压力传感器的电阻值越小, $R _ { \parallel }$ 压力传感器两端电压变小, $U _ { 1 } > U _ { 2 }$ ,AB 错误;

CD.根据闭合电路欧姆定律可知,a、b两端的电压为

$$ U = \frac {E}{R _ {1} + R _ {2}} R _ {1} = \frac {E}{1 + \frac {R _ {2}}{R _ {1}}} $$

若定值电阻的阻值越大,当开启低水位预警时a、b两端的电压大于 $U _ { \mathfrak { r } }$ 时, $R _ { ☉ }$ 压力传感器阻值需要越大,则水位越低;当a、b两端的电压小于 $U _ { 2 }$ 时开启高水位预警时, $R _ { \parallel }$ 压压力传感器阻值需要越大,则水位越低。C正确,D 错误。

故选 C。

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